CN109619370B - 超声波解冻控制方法及解冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声波解冻控制方法及解冻装置。解冻装置包括限定有解冻腔室的壳体、用于开闭解冻腔室的取放口的装置门体、超声波发生模块和与所述超声波发生模块电连接的超声波振子。控制方法包括：超声波发生模块产生多个传播方向的超声波信号；获取所述超声波信号；超声波振子根据所述超声波信号在解冻腔室内产生相应传播方向的超声波，并解冻放置于所述解冻腔室内的待处理物。本申请的发明人通过对超声波的解冻特性进行深入的研究，创造性地在解冻过程中采用多个传播方向的超声波对解冻腔室内的待处理物进行解冻，相比于采用单一方向的超声波解冻待处理物，缩短了解冻所需时间，并提高了待处理物的温度均匀性。

Description

超声波解冻控制方法及解冻装置

技术领域

本发明涉及食品解冻领域，特别是涉及一种超声波解冻控制方法及解冻装置。

背景技术

食品冷冻保存是一种高效的食品保存方法，它既能保持高质量的食品品质，又不会使食品受到污染，在日常生活中广泛应用。而中国家庭在烹饪时一般要求解冻至易切割状态(约为-5℃)，如何使待解冻的食物的温度从冷冻状态(约 -18℃)快速均匀地升温至易切割状态，一直是人们广为关注的问题。

然而现有技术中，空气解冻、水解冻的解冻耗时长，易受微生物及细菌污染，营养成分损失较多，内外温差大且不易控制解冻的进度；加热丝、加热管解冻快速，但汁液流失严重，解冻不均匀，通常食品外部已加热熟透，内部仍处于冷冻状态；微波解冻的解冻速度快，不易受微生物及细菌污染，且营养成分损失少，不足之处是解冻不均匀，易出现局部烧焦的现象。综合考虑，在设计上需要一种解冻均匀的解冻控制方法及解冻装置。

发明内容

本发明第一方面的一个目的是要提供一种解冻均匀性好的超声波解冻控制方法。

本发明第二方面的一个目的是要提供一种解冻均匀性好的解冻装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种超声波解冻控制方法，包括：

步骤A：超声波发生模块产生多个传播方向的超声波信号；

步骤B：获取所述超声波信号；

步骤C：超声波振子根据所述超声波信号在解冻腔室内产生相应传播方向的超声波，并解冻放置于所述解冻腔室内的待处理物。

可选地，所述多个传播方向的超声波信号包括轴向波信号和径向波信号；且

所述步骤A还包括交替产生第一时间的所述轴向波信号和第二时间的所述径向波信号。

可选地，所述第一时间为25～35s；

所述第二时间为15～25s。

可选地，所述步骤A还包括：

每间隔一预设的间隔时间进行一次信号交替。

可选地，所述间隔时间为1～3s。

根据本发明的第二方面，提供了一种解冻装置，包括：

壳体，其内限定有用于放置待处理物的解冻腔室；

装置门体，设置于所述解冻腔室的取放口处，用于开闭所述解冻腔室的取放口；

超声波发生模块，用于产生超声波信号；和

超声波振子，设置为与所述超声波发生模块电连接，以根据所述超声波信号在所述解冻腔室内产生相应的超声波，并解冻所述待处理物；其中所述超声波发生模块配置为：

在解冻过程中，产生多个传播方向的超声波信号。

可选地，所述多个传播方向的超声波信号包括轴向波信号和径向波信号；且

所述超声波发生模块还配置为交替产生第一时间的所述轴向波信号和第二时间的所述径向波信号。

可选地，所述第一时间为25～35s；

所述第二时间为15～25s。

可选地，所述超声波发生模块还配置为每间隔一预设的间隔时间调节一次超声波信号的方向。

可选地，所述间隔时间为1～3s。

本申请的发明人通过对超声波的解冻特性进行深入的研究，创造性地在解冻过程中采用多个传播方向的超声波对解冻腔室内的待处理物进行解冻，相比于采用单一方向的超声波解冻待处理物，缩短了解冻所需时间，并提高了待处理物的温度均匀性。

进一步地，本申请的发明人经大量的实验创造性的发现，在解冻过程中交替产生轴向波信号和径向波信号，使超声波振子相应地在解冻腔室内产生轴向超声波和径向超声波，不但不会发生不同声波干涉减弱的现象，反而会提高声波在待处理物中传递的能量密度，产生有益的异形波，进一步地缩短了解冻所需的时间，提高了待处理物的温度均匀性。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的解冻装置的示意性剖视图；

图2是根据本发明一个实施例的安装有多个换能器的解冻盘的底表面的示意性结构图；

图3是根据本发明一个实施例的冰箱的示意性剖视图，其中解冻装置设置在冰箱的冷冻间室；

图4是根据本发明一个实施例的设置有导线盒的容纳空间内壁的示意性结构图；

图5是根据本发明另一个实施例的设置有导线盒的容纳空间内壁的示意性结构图；

图6是根据本发明又一个实施例的设置有导线盒的容纳空间内壁的示意性结构图；

图7是根据本发明一个实施例的待处理物的时间-温度变化曲线示意图；

图8是根据本发明一个实施例的进度显示区域的示意图；

图9是根据本发明一个实施例的解冻装置及解冻装置与冰箱的电连接的示意图；

图10是根据本发明一个实施例的超声波解冻控制方法的流程图；

图11是根据本发明一个实施例的超声波解冻控制方法的详细流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的解冻装置100的示意性剖视图。参见图1，解冻装置100可包括壳体110、装置门体120、超声波发生模块190和超声波振子。具体地，壳体110限定有用于放置待处理物的解冻腔室111。装置门体120 可设置于解冻腔室111的取放口处，用于开闭解冻腔室111的取放口。为便于用户取放待处理物，解冻腔室111可具有顶侧开口，即解冻腔室111的取放口设置于其顶侧，装置门体120设置于该顶侧开口处。超声波发生模块190用于产生超声波信号(一般指频率高于20KHz的声波信号)。超声波发生模块190 优选设置于壳体110之外，以便于维修。超声波振子可设置为与超声波发生模块190电连接，以根据超声波信号在解冻腔室111内产生相应的超声波，并解冻待处理物。在本发明中，超声波信号的频率优选为30～100kHz，例如30kHz、 65kHz或100kHz，该段频率具有较强的穿透能力，可提高解冻待处理物的速率，并使得待处理物内外温度均匀。超声波信号的功率优选为15～70W，例如15W、35W、50W或70W，可使解冻装置100在具有较低能耗的同时，实现极佳的解冻效果。

特别地，超声波发生模块190配置为在解冻过程中，产生多个传播方向的超声波信号，例如超声波传播方向与解冻装置100的竖直方向呈0°、30°、 60°、90°等的夹角。本申请的发明人通过对超声波的解冻特性进行深入的研究，创造性地在解冻过程中采用多个传播方向的超声波对解冻腔室111内的待处理物进行解冻，相比于采用单一方向的超声波解冻待处理物，缩短了解冻所需时间，并提高了待处理物的温度均匀性。

在一些优选实施例中，多个传播方向的超声波信号可包括轴向波信号和径向波信号。超声波振子可包括第一换能器131和第二换能器132。其中第一换能器131配置为可根据轴向波信号产生轴向方向的振动，进而在解冻腔室111 内产生轴向超声波，第二换能器132配置为可根据径向波信号产生径向方向的振动，进而在解冻腔室111内产生径向超声波。超声波发生模块190可进一步配置为在解冻过程中交替产生轴向波信号和径向波信号。在本发明中，轴向超声波为传播方向垂直于第一换能器131的安装表面的超声波，径向超声波为传播方向为平行于第二换能器132的安装表面且的超声波。在一些实施例中，第一换能器131可由磁致伸缩材料制成。第二换能器132压电陶瓷材料制成。在该实施例中，超声波发生模块190产生的轴向波信号的频率优选为40～50kHz、功率优选为30～40W，径向波信号的频率优选为50～70kHz、功率优选为 15～25W，以保证相应换能器的具有较长的使用寿命，同时具有较好的解冻效果。

本申请的发明人经大量的实验创造性的发现，在解冻过程中交替产生轴向波信号和径向波信号，使超声波振子相应地在解冻腔室111内产生轴向超声波和径向超声波，不但不会发生不同声波干涉减弱的现象，反而会提高声波在待处理物中传递的能量密度，产生有益的异形波，进一步地缩短了解冻所需的时间，提高了待处理物的温度均匀性。

解冻过程中，每次产生轴向波信号的时间可优选为为25～35秒，例如25s、 30s或35s。每次产生径向波信号的时间可优选为15～25秒，例如15s、20s或 25s。可使轴向超声波和径向超声波形成合适的有益异形波，增强解冻效果。

在一些优选实施例中，超声波发生模块190还可配置为每间隔一预设的间隔时间调节一次超声波信号的方向，以避免造成超声波振子的安装表面的损坏。间隔时间优选为1～3秒，例如1s、2s或3s，以在保证超声波振子的安装表面不被损坏的同时，缩短解冻待处理物所需的时间。

图2是根据本发明一个实施例的安装有多个换能器的解冻盘140的底表面的示意性结构图。参见图2，第一换能器131和/或第二换能器132的数量可为多个，以提高解冻待处理物的效率。多个第一换能器131可设置于同一安装平面，且位于该安装平面的同一侧，以避免多个第一换能器131产生的超声波相互干涉。多个第二换能器132设置于同一安装平面，且位于该安装平面的同一侧，以避免多个第二换能器132产生的超声波相互干涉。在图示实施例中，第一换能器131和第二换能器132的数量均为两个且均设置在同一安装平面。且当该安装平面由其长度方向和宽度方向的中央轴线分割为四个区域时，每个区域内均设置有一个换能器。

在一些优选实施例中，当第一换能器131的数量为多个时，多个第一换能器131的型号均相同。且多个第一换能器131可配置为根据轴向波信号同步工作，即同时开始工作，同时停止工作，以避免第一换能器131的安装表面损坏。多个第一换能器131可均匀地分布于该安装表面上，以使当安装表面分为面积相等的多个区域时，每个区域内均设置有一个第一换能器131，可防止超声波在与安装表面平行或重合的平面内分布不均匀，局部能量过少，影响解冻待处理物的温度均匀性。任意两个第一换能器131的垂直于安装平面的轴线之间的距离为轴向波信号的波长的整数倍，以避免多个第一换能器131产生的超声波相互干涉。本领域技术人员均可理解的，由于多个第一换能器131均根据超声波发生模块190产生的轴向波信号工作，则多个第一换能器131产生的超声波的频率、功率、相位等参数均相同。

相似地，当第二换能器132的数量为多个时，多个第二换能器132的型号均相同。且多个第二换能器132可配置为根据轴向波信号同步工作，即同时开始工作，同时停止工作，以避免第二换能器132的安装表面损坏。多个第二换能器132可均匀地分布于该安装表面上，以使当安装表面分为面积相等的多个区域时，每个区域内均设置有一个第二换能器132，可防止超声波在与安装表面平行或重合的平面内分布不均匀，局部能量过少，影响解冻待处理物的温度均匀性。任意两个第二换能器132的垂直于安装平面的轴线之间的距离为轴向波信号的波长的整数倍，以避免多个第二换能器132产生的超声波相互干涉。

在一些实施例中，解冻装置100还可包括解冻盘140，设置于解冻腔室111 内，用于盛放待处理物。解冻盘140可由金属材料制成，以降低超声波在解冻盘140处的能量损耗。在一些优选实施例中，超声波振子可安装于解冻盘140 的底表面，以通过解冻盘140对超声波振子产生的超声波进行放大，并均匀地传递给待处理物，进而提高解冻待处理物的速度和均匀性。超声波振子可优选通过耦合剂粘贴于解冻盘140的底表面，以提高超声波振子的稳定性，并减少超声波损耗。

在一些进一步的优选实施例中，解冻盘140可包括解冻盘本体和安装部。解冻盘本体可由底板和两两相对的四个周向侧板围成，底板和四个周向侧板共同形成具有向上开口的盛放空间。安装部可设置为自各个周向侧板的顶端朝背离解冻盘本体的竖直中央轴线延伸，用于安装解冻盘140。解冻装置100还可包括支撑架150，放置于解冻腔室111内，安装部设置为与支撑架150的顶部固定连接。且解冻盘本体的底板的底表面与解冻腔室111的底壁的上表面之间留有间隙，以减轻超声波振子振动时对壳体110的影响。解冻盘本体的底板与周向侧板、及周向侧板与安装部可均为圆滑过渡连接，以提高解冻盘140的强度。在本发明中，安装部与支撑架150可通过紧固件固定连接。安装部与支撑架150之间可设置有弹性减振材料，以减轻超声波振子振动时对支撑架150及壳体110的影响。

在一些进一步的优选实施例中，解冻盘140可由钛合金制成。解冻盘本体的厚度可为0.8～1mm，例如0.8mm、0.9mm或1mm，以在节约材料的同时，避免解冻盘本体因超声波振子的振动损坏。在另一些进一步的优选实施例中，解冻盘140可由不锈钢制成。解冻盘本体的厚度可为0.6～0.8mm，例如0.6mm、 0.7mm或0.8mm，以在节约材料的同时，避免解冻盘本体因超声波振子的振动损坏。安装部的厚度可为解冻盘本体的厚度的1.2～2倍，例如1.2倍、1.5倍或 2倍，以提高解冻盘140安装与支撑架150上的稳定性，并避免解冻盘140因超声波振子的振动损坏。

在一些实施例中，解冻装置100还可包括罩设于超声波振子外的保护壳170，固定在解冻盘140的底表面，以防止超声波振子损坏。保护壳170可设置有多个在其厚度方向上贯穿其的栅格孔，以便于超声波振子散热。壳体110的下部可开设有过线孔112。超声波振子的电连线设置为自栅格孔引出，经由过线孔112与超声波发生模块190电连接。在该实施例中，保护壳170的底表面与解冻腔室111的底壁的上表面之间可留有间隙，以减轻超声波振子振动时对壳体110的影响。

在一些实施例中，解冻装置100还可包括检测模块160。检测模块160可包括温度传感器，用于感测解冻腔室111内的待处理物的表面温度。温度传感器可配置为每2～5分钟感测一次解冻腔室111内的待处理物的表面温度，例如 2min、3min、4min或5min。解冻装置100可配置为根据温度传感器感测到的温度值(即待处理物的表面温度)判断待处理物是否解冻完成：若温度传感器感测到的温度值大于等于一预设的目标温度，则判断待处理物解冻完成；若温度传感器感测到的温度值小于目标温度，则判断待处理物未解冻完成，超声波发生模块190继续产生功率为解冻功率的超声波信号。在本发明中，目标温度可为-5～-3℃，例如-5℃、-4℃或-3℃。

解冻装置100可进一步配置为当判断待处理物解冻完成时，在一预设的提醒时间内发出视觉和/或听觉信号提醒用户解冻完成，可从解冻腔室111内取出待处理物；当待处理物在提醒时间内从解冻腔室111内取出时，停止发出视觉和/或听觉信号。换句话说，当待处理物在提醒时间内被取出或超出提醒时间仍未被取出时，停止向用户发出提醒信号。

图3是根据本发明一个实施例的冰箱200的示意性剖视图，其中解冻装置 100设置在冰箱200的冷冻间室213。参见图3，冰箱200一般性地可包括限定有压缩机室214和至少一个储物间室的箱体210、用于分别开闭各个储物间室的取放口的间室门体，以及设置于一个储物间室的解冻装置100。在图示实施例中，解冻装置100的数量为一个。冰箱200的储物间室的数量可为三个，分别为冷藏间室211、变温间室212和冷冻间室213，以及分别用于开闭冷藏间室 211、变温间室212和冷冻间室213的冷藏门体221、变温门体222和冷冻门体 223。为优化冰箱200的储物空间，冷藏间室211和冷冻间室213通常由隔板和 /或抽屉240分隔为多个细化的容纳空间。

此外，也可说明的是，本领域技术人员均熟知地，冷藏间室211是指对食材的保藏温度为0～+8℃的储物间室；冷冻间室213是指对食材的保藏温度为 -20～-15℃的储物间室；变温间室212是指可较大范围地(例如调整范围可在4℃以上，且可调至0℃以上或0℃以下)改变其保藏温度的储物间室，一般其保藏温度可跨越冷藏、软冷冻(一般为-4～0℃)和冷冻温度，优选为-18～+5℃。

压缩机室214可包括压缩机、用于控制冰箱200运行的主控板230以及用于为冰箱200运行供电的外接电源线。在一些优选实施例中，超声波发生模块 190可设置为与主控板230电连接，以从主控板230处获得电能。解冻装置100 还可包括选择模块。选择模块可设置为分别与超声波发生模块190、第一换能器131和第二换能器132电连接，并配置为当超声波发生模块190产生轴向波信号时，导通超声波发生模块190与第一换能器131之间的电路，并阻断超声波发生模块190与第二换能器132之间的电路，以使第一换能器131根据轴向波信号在解冻腔室111内产生轴向超声波；当超声波发生模块190产生径向波信号时，导通超声波发生模块190与第二换能器132之间的电路，并阻断超声波发生模块190与第一换能器131之间的电路，以使第二换能器132根据径向波信号在解冻腔室111内产生径向超声波。

在一些优选实施例中，超声波发生模块190可设置于箱体210的发泡层的外侧，以便于超声波发生模块190的散热。在一些实施例中，超声波发生模块 190可设置于压缩机室214内，以便于超声波发生模块190的维修，并便于超声波发生模块190与主控板230的电连接。在该实施例中，选择模块可设置于超声波发生模块190的正上方，并设置在与壳体110对应的位置，以便于选择模块与超声波振子及超声波发生模块190的电连接。在另一些实施例中，超声波发生模块190可设置于发泡层的后壁外侧的与壳体110对应的位置处，以便于超声波振子(第一换能器131和第二换能器132)的电连接。箱体210的后背板可具有一个向前凹陷的容置槽215，超声波发生模块190设置于容置槽215 内，以便于超声波发生模块190的维修。箱体210还可包括一个容置盖板。容置盖板可拆卸地设置于容置槽215的开口处，以避免超声波发生模块190损坏，并提高冰箱200的美观性。在该实施例中，选择模块可与超声波发生模块190 一同设置在容置槽215内，以便于选择模块与超声波发生模块190的电连接。

在一些实施例中，解冻装置100可受控地沿冰箱200的前后方向移动，以便于取放待处理物。冰箱200还可包括导线盒250。导线盒250可设置于壳体 110所在的储物间室的内胆壁上，其内限定有用于容纳自壳体110引出的至少部分电连线的容置空间。导线盒250可分别开设有入线口251和出线口252，自壳体110引出的电连线可设置为经入线口251进入至容置空间，并经出线口 252引出与冰箱200电连接，以在壳体110在冰箱200的前后方向运动时，防止电连线损坏。入线口251的水平中央轴线优选为与壳体110的过线孔112的水平中央中线重合，以避免电连线在运动过程中卡顿。

图4是根据本发明一个实施例的设置有导线盒250的容纳空间内壁的示意性结构图。参见图4，在一些优选实施例中，设置于导线盒250内的部分电连线可呈螺旋状，以在壳体110向前移动时拉伸变形，在壳体110向后运动时压缩变形，防止电连线损坏。导线盒250中可设置有一沿冰箱200的前后方向延伸的导向轴253，设置于导线盒250内的电连线可设置为绕导向轴253螺旋延伸，以将电连线限定为仅可沿冰箱200的前后方向拉伸或压缩变形。导线盒250 可为圆柱壳体110，以进一步将电连线限定为仅可沿冰箱200的前后方向拉伸或压缩变形。导线盒250的入线口251可设置于导线盒250的周壁上，且可设置为沿冰箱200的前后方向延伸，以提高电连线在壳体110向后移动时压缩变形的顺畅性，即位于超声波振子与入线口251之间的电连线进入导线盒250的顺畅性。入线口251的长度可为解冻装置100在冰箱200前后方向运动的最大距离。导线盒250的出线口252可开设于其后端板上。处于最大程度的压缩状态时的电连线的螺旋半径可为4～6mm，例如4mm、5mm或6mm。

图5是根据本发明另一个实施例的设置有导线盒250的容纳空间内壁的示意性结构图。参见图5，在另一些优选实施例中，导线盒250可呈方形。部分电连线可设置为在导线盒250的邻近出线口252的位置处与导线盒250固定连接，位于与导线盒250固定的部分电连线和超声波振子之间的电连线可设置为随壳体110的向前移动部分自导线盒250的入线口251拉出，随壳体110的向后移动部分自导线盒250的入线口251进入导线盒250内的容置空间。入线口 251和出线口252可分别开设于导线盒250的前后两侧的侧板，以便于自出线口252引出的电连线与超声波发生模块190电连接。入线口251和出线口252 优选设置于导线盒250的前后两侧的侧板的顶部，以通过入线口251和出线口 252之间的电连线的重力作用，位于壳体110外侧与入线口251之间的电连线更加顺畅的运动至导线盒250内。

图6是根据本发明又一个实施例的设置有导线盒250的容纳空间内壁的示意性结构图。参见图6，在又一些优选实施例中，导线盒250可呈方形。部分电连线可设置为在导线盒250的邻近出线口252的位置处与导线盒250固定连接，位于与导线盒250固定的部分电连线和超声波振子之间的电连线可设置为随壳体110的向前移动部分自导线盒250的入线口251拉出，随壳体110的向后移动部分自导线盒250的入线口251进入导线盒250内的容置空间。入线口 251和出线口252可均开设于导线盒250的前向侧板，以减小导线盒250的占用空间。入线口251优选位于出线口252的上方，以通过入线口251和出线口 252之间的电连线的重力作用，位于壳体110外侧与入线口251之间的电连线更加顺畅的运动至导线盒250内。

图7是根据本发明一个实施例的待处理物的时间-温度变化曲线示意图(图中横坐标为待处理物的解冻时间t，纵坐标为待处理物的表面温度Td)；图9 是根据本发明一个实施例的解冻装置100及解冻装置100与冰箱200的电连接的示意图。参见图7和图9，检测模块160还可包括重力传感器、和/或测距仪、和/或图像输入设备。重力传感器可设置在支撑架150上，用于感测待处理物的重量。测距仪可为超声波测距仪或激光测距传感器。测距仪设置于解冻腔室111 的顶壁上，配置为感测其与食材顶部边缘的距离，用于计算待处理物的厚度。解冻装置100可通过计算预先获得的测距仪和解冻盘140底板的上表面的距离，与测距仪感测到的距离的差值，获得待处理物的厚度。图像输入设备可为摄像装置或红外成像装置。图像输入设备设置于解冻腔室111的顶壁上，配置为采集待处理物的图像，用于计算待处理物在解冻盘140上的投影面积。

解冻装置100还可包括信息获取模块和时间设定模块。信息获取模块可配置为获取检测模块160检测到的待处理物的重量和/或厚度和/或投影面积、以及当前的表面温度等物理信息。时间设定模块可配置为获取用户设定的解冻完成时刻。主控板230可配置为根据待处理物的物理信息匹配解冻待处理物所需的解冻时间。超声波发生模块190可配置为当前时刻变化至与完成时刻之间的时间间隔等于解冻时间时，开始产生超声波信号，以使超声波振子根据超声波信号在解冻腔室111内产生相应的超声波。若当前时刻与完成时刻之间的时间间隔小于解冻时间，则解冻装置100发出视觉和/或听觉信号提示用户无法在设定的解冻完成时刻完成解冻。解冻装置100还可设置有用于控制解冻程序开始或停止的解冻开关。信息获取模块可配置为当解冻开关打开时开始获取待处理物的物理信息。在解冻过程中，用户可通过关闭解冻开关来终止解冻程序。

主控板230还可进一步配置为根据待处理物的解冻信息在预设的解冻时间表中匹配出对应的解冻待处理物所需的解冻时间。解冻时间表中保存有预先通过测试得出的不同物理信息对应的时间-温度变化曲线。解冻待处理物的所需解冻时间为时间-温度变化曲线上，目标温度对应的时间数值减去当前待处理物的表面温度对应的时间数值的差值。在一些替代性的实施例中，解冻待处理物所需的解冻时间可通过解冻时间和各个物理信息的经验函数关系式计算得出。

在一些优选实施例中，解冻时间表中还保存有预先通过测试得出的不同物理信息对应的最优解冻功率。当前时刻变化至与完成时刻之间的时间间隔等于解冻时间时，超声波发生模块190产生功率为最优解冻功率的超声波信号。具体地，不同物理信息对应的最优解冻功率可包括最优轴向功率和最优径向功率。当前时刻变化至与完成时刻之间的时间间隔等于解冻时间时，超声波发生模块 190交替产生功率为最优轴向功率的轴向波信号和功率为最优径向功率的径向波信号。

在一些说明性的实施例中，当前时刻为13:00，用户通过时间设定模块设定的解冻完成时刻为15:00，解冻装置100通过信息获取模块获取用户放入的待处理物的当前表面温度为-18℃，重量为300g，厚度为3cm，投影面积为 100cm2，冰箱200主控板230根据上述物理信息，匹配出对应的最优解冻功率及时间-温度变化曲线，并根据计算公式算得解冻该待处理物所需的解冻时间为 28min，则当当前时刻为14:32时，超声波发生模块开始交替产生功率为最优轴向功率的轴向波信号和功率为最优径向功率的径向波信号。

图8是根据本发明一个实施例的进度显示区域260的示意图。参加图8，进度显示区域260可包括用于显示待处理物的剩余解冻时间的第一数字区域 261、用于显示待处理物的解冻总时间的第二数字区域262、以及可渐进变更显示状态的进度显示条263。图示实施例中，解冻总时间为28分钟，剩余解冻时间为11分钟17秒。

具体地，第二数字区域262显示的解冻待处理物的解冻总时间可为主控板 230根据待处理物的解冻信息在预设的解冻时间表中匹配出对应的解冻待处理物所需的解冻时间。第一数字区域261显示的解冻待处理物的剩余解冻时间可根据温度传感器感测到的待处理物的表面温度以及目标温度，结合对应的时间- 温度变化曲线计算得出。待处理物当前的剩余解冻时间可为在其物理信息对应的时间-温度变化曲线上，目标温度对应的时间数值减去当前待处理物的表面温度对应的时间数值得到的差值。第一数字区域261可配置为在确定当前待处理物的剩余解冻时间后，呈倒计时显示待处理物的实时剩余解冻时间。温度传感器每次感测待处理物的表面温度后，重新计算待处理物的剩余解冻时间，即第一数字区域261显示的剩余解冻时间在温度传感器每次感测待处理物的表面温度后进行更正，以提高其显示的剩余解冻时间的精确度。进度显示条263可配置为根据解冻待处理物的剩余解冻时间变更显示状态。进度显示条263处于显示状态的部分的长度与进度显示条263的长度的比值为解冻总时间减去剩余解冻时间得到的差值与解冻总时间的比值。在本发明中，进度显示条263变更显示状态可为由暗至亮。进度显示区域260中第二数字区域262可配置为当用户通过时间设定模块完成对解冻完成时刻的设定时，开始显示解冻总时间，当超声波发生模块190开始工作时，第一数字区域261和进度显示条263开始显示解冻进度；当待处理物解冻完成时，进度显示区域260停止显示解冻进度。

在一些优选实施例中，解冻装置100的壳体110和装置门体120可均由吸声保温材料制成，或壳体110与装置门体120的内表面设置有吸声保温层，以降低解冻对解冻区外的储物空间的影响，并保证解冻待处理物的速率。壳体110 的周向侧壁可分别开设有进风口181和出风口182，且进风口181和出风口182 均与壳体110所在储物间室的内胆壁之间留有间隙，以使壳体110外的气体经由进风口181进入至解冻腔室111内，并使解冻腔室111内的气体经由出风口 182排出至壳体110外。

在一些实施例中，解冻装置100可设置于变温间室212内。进风口181处还可设置有进风风扇183，以为壳体110外的气体进入至解冻腔室111内提供动力。进风风扇183可配置为在解冻完成且待处理物未从解冻区域取出时，根据变温间室212的保藏温度受控地工作，以将解冻完成的待处理物的温度维持在目标温度：当变温间室212的保藏温度大于等于一预设的第一温度值时，不工作；当变温间室212的保藏温度小于等于一预设的第二温度值时，以第一功率工作；当变温间室212的保藏温度小于第一温度值且大于第二温度值时，以第二功率工作。其中第一温度值大于目标温度大于第二温度值，第一功率小于第二功率。第一功率可为第二功率的30～60％，例如30％、45％或60％。

在另一些实施例中，解冻装置100可设置于冷冻间室213内。超声波发生模块190可配置为当待处理物解冻完成且未从解冻腔室111内取出时，产生功率为保藏功率的超声波信号，且保藏功率小于解冻时超声波发生模块190产生的超声波信号的功率。保藏功率可为4～8W，例如4W、6W或8W，以将解冻完成的待处理物的温度维持在目标温度。在一些替代性的实施例中，进风口181 和出风口182处可分别设置有进风风门和出风风门。进风风门和出风风门配置为：当解冻完成且待处理物未从解冻腔室111取出时，受控地关闭，以将待处理物的表面温度维持在目标温度，进而便于用户随时取用；当待处理物从解冻腔室111内取出时，受控地打开，将解冻间室用于存放保鲜或冷冻食物，以提高冰箱200内储物空间的空间利用率。

为了进一步理解本发明，下面结合更具体的实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但本发明并不限于这些实施例。

表1

测试说明：选用初始温度为-18℃，重量为300g、尺寸为12.5cm×8cm×3 cm冻猪肉，目标温度为-5℃，分别应用实施例1及对比例1-6的解冻参数的装置进行解冻效果测试。解冻效果具体包括解冻时间、内外温差和汁液流失程度，其中解冻时间为将冻猪肉从-18℃解冻至-5℃消耗的时间，内外温差为解冻完成后通过计算冻猪肉的各拐角的温度的平均值与其中心点温度的差值的绝对值，汁液流失程度为肉眼观察得出。

根据实施例1及对比例1-6的解冻效果测试结果如表2。

表2

	解冻时间	内外温差	汁液流失程度
				实施例1	28min	3.2℃	较少
对比例1	31min	24.6℃	较多
				对比例2	35min	2.6℃	较少
对比例3	20min	5.5℃	较少
				对比例4	7min	7℃	多，有血水
对比例5	26min	11.7℃	较多，有血水
				对比例6	42min	8℃	较多，有血水

根据表2中实施例1与对比例3-6的测试结果可以看出，采用本发明优选实施例中的解冻参数解冻相同待处理物的温度均匀性和品质均明显优于现有技术中的电磁波、加热丝解冻、水解冻。

根据表2中实施例1与对比例1-2的测试结果可以看出，采用本发明的交替产生轴向超声波和径向超声波的解冻方法，相比于仅采用单一方向的超声波解冻待处理物，在各个解冻效果的指标上均获得了极佳的效果，具有较快的解冻速率，较高的温度均匀性，及较少的汁液流失。

图10是根据本发明一个实施例的超声波解冻控制方法的流程图。参见图 10，本发明的超声波解冻控制方法可以包括如下步骤：

步骤S1002：超声波发生模块190产生多个传播方向的超声波信号。

步骤S1004：获取超声波信号。

步骤S1006：超声波振子根据超声波信号在解冻腔室111内产生相应传播方向的超声波，并解冻放置于解冻腔室111内的待处理物。

图11是根据本发明一个实施例的超声波解冻控制方法的详细流程图。参见图11，本发明的超声波解冻控制方法进一步可以包括如下详细步骤：

步骤S1102：判断解冻开关是否打开，若是，执行步骤S1104；若否，执行步骤S1102。

步骤S1104：获取待处理物的物理信息以及用户设定的完成时刻。

步骤S1106：根据待处理物的物理信息，在解冻信息表中匹配解冻待处理物的优选解冻功率，以及时间-温度变化曲线。

步骤S1108：计算解冻待处理物所需的解冻时间，并在第二数字区域262 显示该解冻时间。

步骤S1110：判断当前时刻与完成时刻之间的时间间隔是否大于等于匹配出的解冻时间，若是，执行步骤S1114；若否，执行步骤S1112。

步骤S1112：发出视觉和/或听觉信号提示用户无法在设定的完成时刻完成解冻。

步骤S1114：判断当前时刻与完成时刻之间的时间间隔是否等于匹配出的解冻时间，若是，执行步骤S1116；若否，执行步骤S1114。

步骤S1116：超声波发生模块190以优选解冻功率开始工作。

步骤S1118：超声波发生模块190产生轴向波信号。

步骤S1120：延迟第一时间，超声波发生模块190停止工作。在该步骤中，第一时间为30s。

步骤S1122：延迟间隔时间，超声波发生模块190产生径向波信号。在该步骤中，间隔时间为2s。

步骤S1124：延迟第一时间，超声波发生模块190停止工作。在该步骤中，第一时间为20s。

步骤S1126：延迟间隔时间，超声波发生模块190产生径向波信号，返回至步骤S1120。在该步骤中，间隔时间为2s。

当步骤S1114判断当前时刻与完成时刻之间的时间间隔等于匹配出的解冻时间时，还可执行以下步骤：

步骤S1128：获取当前待处理物的表面温度。

步骤S1130：判断当前待处理物的表面温度是否大于等于预设的目标温度，若是，执行步骤S1132和步骤S1134；若否，执行步骤S1140。

步骤S1132：发出视觉和/或听觉信号提示用户解冻完成。

步骤S1134：判断待处理物是否从解冻腔室111内取出，若是，执行步骤 S1136；若否，执行步骤S1134和步骤S1138。

步骤S1138：将超声波发生模块190产生的超声波信号的功率调整为保藏功率，并运行步骤S1118及其后续步骤。在该步骤中，保藏功率为5W。

步骤S1140：根据时间-温度变化曲线计算待处理物的剩余解冻时间。

步骤S1142：第一数字区域261和进度显示条263分别显示相应的待处理物的解冻进度信息。

步骤S1144：第一数字区域261倒计时显示5min，并返回步骤S1128。在该步骤中，温度传感器每间隔5min中感测一次待处理物的表面温度。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (8)

1.一种用于解冻装置的超声波解冻控制方法，所述解冻装置包括限定有解冻腔室的壳体、设置于所述解冻腔室内的用于盛放待处理物的解冻盘、安装于所述解冻盘的超声波振子、以及与所述超声波振子电连接的超声波发生模块，所述控制方法包括：

步骤A：所述超声波发生模块交替产生多个传播方向的超声波信号，所述多个传播方向的超声波信号包括轴向波信号和径向波信号；

步骤B：获取所述超声波信号；

步骤C：所述超声波振子根据所述超声波信号在所述解冻腔室内产生相应传播方向的超声波，并解冻放置于所述解冻腔室内的待处理物。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述步骤A还包括：

交替产生第一时间的所述轴向波信号和第二时间的所述径向波信号；其中

所述第一时间为25～35s；

所述第二时间为15～25s。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述步骤A还包括：

每间隔一预设的间隔时间进行一次信号交替。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其中

所述间隔时间为1～3s。

5.一种解冻装置，包括：

壳体，其内限定有用于放置待处理物的解冻腔室；

装置门体，设置于所述解冻腔室的取放口处，用于开闭所述解冻腔室的取放口；

解冻盘，设置于所述解冻腔室内，用于盛放所述待处理物；

超声波发生模块，用于产生超声波信号；和

超声波振子，设置为与所述超声波发生模块电连接并安装于所述解冻盘，以根据所述超声波信号在所述解冻腔室内产生相应的超声波，并解冻所述待处理物；其中所述超声波发生模块配置为：

在解冻过程中，交替产生多个传播方向的超声波信号，所述多个传播方向的超声波信号包括轴向波信号和径向波信号。

6.根据权利要求5所述的解冻装置，其中

所述超声波发生模块还配置为交替产生第一时间的所述轴向波信号和第二时间的所述径向波信号；其中

所述第一时间为25～35s；

所述第二时间为15～25s。

7.根据权利要求5所述的解冻装置，其中

所述超声波发生模块还配置为每间隔一预设的间隔时间调节一次超声波信号的方向。

8.根据权利要求7所述的解冻装置，其中

所述间隔时间为1～3s。

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